fdesign.lowpass

Спецификация фильтра lowpass

Синтаксис

D = fdesign.lowpass D = fdesign.lowpass(SPEC) D = fdesign.lowpass(SPEC,specvalue1,specvalue2,...) D = fdesign.lowpass(specvalue1,specvalue2,specvalue3,specvalue4) D = fdesign.lowpass(...,Fs) D = fdesign.lowpass(...,MAGUNITS)

Описание

D = fdesign.lowpass создает объект спецификации фильтров lowpass D, применение значений по умолчанию для опции спецификации по умолчанию 'Fp,Fst,Ap,Ast'.

D = fdesign.lowpass(SPEC) объект D построений и устанавливает Specification свойство к записи в SPEC. Записи в SPEC представляйте различные функции ответа фильтра, такие как порядок фильтра, которые управляют созданием фильтра. Действительные доступы для SPEC показаны ниже. Опции не являются чувствительными к регистру.

Примечание

Опции технических требований, отмеченные звездочкой, требуют программного обеспечения DSP System Toolbox™.

'Fp,Fst,Ap,Ast' 'DefaultOption'
'N,F3db'
'N,F3db,Ap' *
'N,F3db,Ap,Ast' *
'N,F3db,Ast' *
'N,F3db,Fst' *
'N,Fc'
'N,Fc,Ap,Ast'
'N,Fp,Ap'
'N,Fp,Ap,Ast'
'N,Fp,Fst,Ap' *
'N,Fp,F3db' *
'N,Fp,Fst'
'N,Fp,Fst,Ast' *
'N,Fst,Ap,Ast' *
'N,Fst,Ast'
'Nb,Na,Fp,Fst' *

Технические требования фильтра определяются следующим образом:

Ap — сумма пульсации, позволенной в полосе передачи в децибелах (модули по умолчанию). Также названный Apass.
Ast — затухание в полосе задерживания в децибелах (модули по умолчанию). Также названный Astop.
F3db — частота среза для точки точки 3 дБ ниже значения полосы пропускания. Заданный в нормированных единицах частоты.
Fc — частота среза для точки точки 6 дБ ниже значения полосы пропускания. Заданный в нормированных единицах частоты.
Fp — частота в начале полосы передачи. Заданный в нормированных единицах частоты. Также названный Fpass.
Fst — частота в конце полосы задерживания. Заданный в нормированных единицах частоты. Также названный Fstop.
N — порядок фильтра.
Na и Nb порядок знаменателя и числителя.

Графически, технические требования фильтра выглядят похожими на показанных в следующем рисунке.

Области между значениями спецификации как Fp и Fst области перехода, где ответ фильтра явным образом не задан.

D = fdesign.lowpass(SPEC,specvalue1,specvalue2,...) создает объект D и устанавливает значения спецификации во время создания с помощью specvalue1, specvalue2, и так далее для всех переменных спецификации в SPEC.

D = fdesign.lowpass(specvalue1,specvalue2,specvalue3,specvalue4) создает объект D со значениями для Specification по умолчанию свойство 'Fp,Fst,Ap,Ast' с помощью технических требований вы обеспечиваете как входные параметры specvalue1,specvalue2,specvalue3,specvalue4.

D = fdesign.lowpass(...,Fs) добавляет аргумент Fs, заданный в Гц, чтобы задать частоту дискретизации, чтобы использовать. В этом случае все частоты в технических требованиях находятся в Гц также.

D = fdesign.lowpass(...,MAGUNITS) задает модули для любой спецификации величины, которую вы предоставляете во входных параметрах. MAGUNITS может быть один из

'linear' — задайте величину в линейных модулях
'dB' — задайте величину в дБ (децибелы)
'squared' — задайте величину в блоках питания

Когда вы не используете MAGNUNITS аргумент, fdesign принимает, что все величины находятся в децибелах. Обратите внимание на то, что fdesign хранилища все технические требования величины в децибелах (преобразующий в децибелы, когда необходимый) независимо от того, как вы задаете величины.

Примеры

свернуть все

Спроектируйте фильтр Баттерворта

Скрипт Open Live Script

Спроектируйте фильтр Баттерворта с lowpass и highpass частотными характеристиками. Процедура создания фильтра:

Задайте технические требования создания фильтра с помощью fdesign функция.
Выберите метод разработки, обеспеченный designmethods функция.
Чтобы определить доступные проектные решения, чтобы выбрать из, используйте designoptions функция.
Спроектируйте фильтр с помощью design функция.

Фильтр lowpass

Создайте объект спецификации создания фильтра lowpass по умолчанию использование fdesign.lowpass.

designSpecs = fdesign.lowpass

designSpecs = 
  lowpass with properties:

               Response: 'Lowpass'
          Specification: 'Fp,Fst,Ap,Ast'
            Description: {4x1 cell}
    NormalizedFrequency: 1
                  Fpass: 0.4500
                  Fstop: 0.5500
                  Apass: 1
                  Astop: 60

Определите доступные методы разработки с помощью designmethods функция. Чтобы спроектировать фильтр Баттерворта, выберите butter.

designmethods(designSpecs,'SystemObject',true)

Design Methods that support System objects for class fdesign.lowpass (Fp,Fst,Ap,Ast):


butter
cheby1
cheby2
ellip
equiripple
ifir
kaiserwin
multistage

При разработке фильтра можно задать дополнительные проектные решения. Просмотрите список опций с помощью designoptions функция. Эта функция также показывает варианты оформления по умолчанию использование фильтра.

designoptions(designSpecs,'butter','SystemObject',true)

ans = struct with fields:
           FilterStructure: {1x6 cell}
              SOSScaleNorm: 'ustring'
              SOSScaleOpts: 'fdopts.sosscaling'
              MatchExactly: {'passband'  'stopband'}
    DefaultFilterStructure: 'df2sos'
       DefaultMatchExactly: 'stopband'
       DefaultSOSScaleNorm: ''
       DefaultSOSScaleOpts: [1x1 fdopts.sosscaling]

Используйте design функционируйте, чтобы спроектировать фильтр. Передайте 'butter' и технические требования, данные переменной designSpecs, как входные параметры. Задайте 'matchexactly' проектное решение к 'passband'.

lpFilter = design(designSpecs,'butter','matchexactly','passband','SystemObject',true);

Визуализируйте частотную характеристику спроектированного фильтра.

fvtool(lpFilter)

Figure Filter Visualization Tool - Magnitude Response (dB) contains an axes and other objects of type uitoolbar, uimenu. The axes with title Magnitude Response (dB) contains 2 objects of type line.

Фильтр Highpass

Создайте highpass объект спецификации создания фильтра использование fdesign.highpass. Задайте порядок быть 7 и частота на 3 дБ, чтобы быть $0.6 π$ радианы/выборка.

designSpecs = fdesign.highpass('N,F3dB',7,.6);

Определите доступные методы разработки. Чтобы спроектировать фильтр Баттерворта, выберите butter.

designmethods(designSpecs,'SystemObject',true)

Design Methods that support System objects for class fdesign.highpass (N,F3dB):


butter
maxflat

designoptions(designSpecs,'butter','SystemObject',true)

ans = struct with fields:
           FilterStructure: {1x6 cell}
              SOSScaleNorm: 'ustring'
              SOSScaleOpts: 'fdopts.sosscaling'
    DefaultFilterStructure: 'df2sos'
       DefaultSOSScaleNorm: ''
       DefaultSOSScaleOpts: [1x1 fdopts.sosscaling]

Чтобы спроектировать фильтр Баттерворта, используйте design функционируйте и задайте 'butter' как вход. Установите 'FilterStructure' к 'cascadeallpass'.

hpFilter = design(designSpecs,'butter','FilterStructure','cascadeallpass','SystemObject',true);

Визуализируйте highpass частотную характеристику.

fvtool(hpFilter)

Figure Filter Visualization Tool - Magnitude Response (dB) contains an axes and other objects of type uitoolbar, uimenu. The axes with title Magnitude Response (dB) contains 2 objects of type line.

Фильтрация lowpass синусоид

Скрипт Open Live Script

Фильтр lowpass сигнал дискретного времени, состоящий из двух синусоид.

Создайте объект спецификации фильтров lowpass. Задайте частоту полосы пропускания, чтобы быть $0.15 π$ рад/отсчет и частота полосы задерживания, чтобы быть $0.25 π$ рад/отсчет. Задайте 1 дБ допустимой неравномерности в полосе пропускания и затухание в полосе задерживания 60 дБ.

d = fdesign.lowpass('Fp,Fst,Ap,Ast',0.15,0.25,1,60);

Запросите допустимые методы разработки для своего объекта спецификации фильтров, d.

designmethods(d)

Design Methods for class fdesign.lowpass (Fp,Fst,Ap,Ast):


butter
cheby1
cheby2
ellip
equiripple
ifir
kaiserwin
multistage

Создайте КИХ equiripple, фильтруют и просматривают ответ величины фильтра с fvtool.

Hd = design(d,'equiripple');
fvtool(Hd)

Figure Filter Visualization Tool - Magnitude Response (dB) contains an axes and other objects of type uitoolbar, uimenu. The axes with title Magnitude Response (dB) contains 2 objects of type line.

Создайте сигнал, состоящий из суммы двух синусоид дискретного времени с частотами $π / 8$ и $π / 4$ рад/отсчет и амплитуды 1 и 0.25, соответственно. Отфильтруйте сигнал дискретного времени с КИХ equiripple объект фильтра, Hd.

n = 0:159;
x = (0.25*cos((pi/8)*n)+sin((pi/4)*n));
y = filter(Hd,x);

Вычислите преобразование Фурье исходного сигнала и отфильтрованного сигнала. Проверьте, что высокочастотный компонент был отфильтрован.

freq = 0:(2*pi)/160:pi;
xdft = fft(x);
ydft = fft(y);

figure
plot(freq/pi,abs(xdft(1:length(x)/2+1)))
hold on
plot(freq/pi,abs(ydft(1:length(y)/2+1)))
hold off

legend('Original Signal','Filtered Signal')
ylabel('Magnitude')
xlabel('Normalized Frequency (\times\pi rad/sample)')

Figure contains an axes. The axes contains 2 objects of type line. These objects represent Original Signal, Filtered Signal.

Метод окна проект Lowpass

Скрипт Open Live Script

Создайте фильтр порядка 10 с частотой на 6 дБ 9,6 кГц и частотой дискретизации 48 кГц. Посмотрите на доступные методы разработки.

d = fdesign.lowpass('N,Fc',10,9600,48000);
designmethods(d)

Design Methods for class fdesign.lowpass (N,Fc):


window

Единственный допустимый метод разработки является методом окна FIR. Спроектируйте фильтр.

Hd = design(d);

Отобразите ответ величины фильтра. Точка на-6 дБ на уровне 9,6 кГц, как ожидалось.

fvtool(Hd)

Figure Filter Visualization Tool - Magnitude Response (dB) contains an axes and other objects of type uitoolbar, uimenu. The axes with title Magnitude Response (dB) contains 2 objects of type line.

Форма полосы задерживания и затухание

Скрипт Open Live Script

Создайте КИХ equiripple фильтр с частотой полосы пропускания $0.2 π$ рад/отсчет, частота полосы задерживания $0.25 π$ рад/отсчет, неравномерность в полосе пропускания 1 дБ и затухание в полосе задерживания 60 дБ. Спроектируйте фильтр с линейной полосой задерживания на 20 дБ/рад/выборки.

D = fdesign.lowpass('Fp,Fst,Ap,Ast',0.2,0.25,1,60);
Hd = design(D,'equiripple','StopbandShape','linear','StopbandDecay',20);

Визуализируйте частотную характеристику фильтра.

fvtool(Hd)

Figure Filter Visualization Tool - Magnitude Response (dB) contains an axes and other objects of type uitoolbar, uimenu. The axes with title Magnitude Response (dB) contains 2 objects of type line.

Смотрите также

design | designmethods | fdesign

Представленный в R2009a

Документация

fdesign.lowpass

Синтаксис

Описание

Примеры

Спроектируйте фильтр Баттерворта

Фильтрация lowpass синусоид

Метод окна проект Lowpass

Форма полосы задерживания и затухание

Смотрите также

Документация DSP System Toolbox

Поддержка